Batterierecycling - Battery recycling

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Batterierecycling ist eine Recyclingaktivität , die darauf abzielt, die Anzahl der Batterien , die als Siedlungsabfall entsorgt werden , zu reduzieren . Batterien enthalten eine Reihe von Schwermetallen und giftigen Chemikalien, und ihre Entsorgung nach dem gleichen Verfahren wie normaler Hausmüll hat zu Bedenken hinsichtlich der Boden- und Wasserverschmutzung geführt .

Batterierecycling nach Typ

Die meisten Arten von Batterien können recycelt werden. Einige Batterien werden jedoch leichter recycelt als andere, beispielsweise Blei-Säure-Autobatterien (fast 90 % werden recycelt) und Knopfzellen (aufgrund des Wertes und der Toxizität ihrer Chemikalien). Wiederaufladbare Nickel-Cadmium (Ni-Cd), Nickel-Metallhydrid (Ni-MH), Lithium-Ionen (Li-Ion) und Nickel-Zink (Ni-Zn) können ebenfalls recycelt werden. Derzeit gibt es keine kostenneutrale Recyclingoption für Alkali-Einwegbatterien, obwohl die Entsorgungsrichtlinien für Verbraucher je nach Region variieren.

Blei-Säure-Batterien

Blei-Säure-Batterien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Autobatterien , Golfwagenbatterien , USV- Batterien, Industriestaplerbatterien, Motorradbatterien und kommerzielle Batterien. Dies können normale Blei-Säure- , versiegelte Blei-Säure-, Gel- oder absorbierende Glasmattenbatterien sein . Diese werden recycelt, indem sie gemahlen, die Säure neutralisiert und die Polymere vom Blei getrennt werden.{ Die zurückgewonnenen Materialien werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, einschließlich neuer Batterien.

Recycling von Blei aus Batterien.

Das Blei in einer Blei-Säure-Batterie kann recycelt werden. Elementares Blei ist giftig und sollte daher aus dem Abfallstrom herausgehalten werden.

Blei-Säure-Batterien, die von einem Autoteilehändler zum Recycling gesammelt werden.

Das Gehäuse einer Blei-Säure-Batterie besteht oft entweder aus Polypropylen oder ABS , die auch recycelt werden können, obwohl es beim Recycling von Kunststoffen erhebliche Einschränkungen gibt .

Viele Städte bieten Batterierecyclingdienste für Blei-Säure-Batterien an. In einigen Gerichtsbarkeiten, einschließlich US-Bundesstaaten und kanadischen Provinzen , wird für Batterien eine erstattungsfähige Kaution hinterlegt. Dies fördert das Recycling von Altbatterien, anstatt sie aufzugeben oder über den Hausmüll zu entsorgen. Unternehmen, die neue Autobatterien verkaufen , können auch gebrauchte Batterien zum Recycling sammeln (oder sind dazu gesetzlich verpflichtet).

Eine Werbegruppe der Batterieindustrie, das Battery Council, sagt, dass etwa 99% des Bleis aus gebrauchten Batterien in den Vereinigten Staaten zurückgewonnen wird.

Die US- Umweltschutzbehörde (EPA) unter verschiedenen Verwaltungen, Republikaner und Demokraten, hat einen geringeren und unterschiedlichen Anteil an Blei-Säure-Batterie-Recycling gemeldet und allgemein berichtet, dass unterschiedliche wirtschaftliche und behördliche Anforderungen zu Quoten zwischen 60 % und 95 % beigetragen haben. seit 1982.

Dennoch veröffentlichte die EPA im Oktober 2020, gegen Ende der Trump-Administration, die Erklärung, dass "2018 die geschätzte Menge an recyceltem Batterieblei etwa 99 Prozent betrug", ohne die Quelle der Schätzung explizit zu nennen, sondern indirekt auf eine Beteiligung hinzuweisen von Branchenquellen.

Laut einem EPA Superfund- Bericht von 1992 machen Bleibatterien etwa 80 % des in den Vereinigten Staaten verwendeten Bleis aus, von denen etwa 60 % in Zeiten niedriger Bleipreise zurückgewonnen werden, aber mehr in Zeiten hoher Bleipreise; es berichtete, dass 50 % des Bleibedarfs des Landes aus recyceltem Blei gedeckt werden.

Blei ist eine hochgiftige Substanz, und die Verarbeitung kann zur Verschmutzung und Kontamination von Menschen führen, was zu langfristigen Gesundheitsproblemen und sogar zu Behinderungen führen kann. Laut einer Rangliste ist das Recycling von Blei-Säure-Batterien der bei weitem tödlichste industrielle Prozess weltweit in Bezug auf die verlorenen Lebensjahre, die behindertengerecht sind – und kostet zwischen 2.000.000 und 4.800.000 geschätzte verlorene Jahre des individuellen menschlichen Lebens.

Die Bleikontamination von Wohngebieten ist durch das Recycling von Batterien entstanden. Im Jahr 1992 berichtete die EPA, dass 29 Bleirecycling-Standorte auf der Superfund- Säuberungsliste der EPA standen , davon 22 auf ihrer "National Priority List".

Silberoxidbatterien

Am häufigsten in Uhren, Spielzeug und einigen medizinischen Geräten verwendet , enthalten Silberoxidbatterien eine geringe Menge Quecksilber . Die meisten Rechtsordnungen regeln ihre Handhabung und Entsorgung, um die Freisetzung von Quecksilber in die Umwelt zu reduzieren. Silberoxidbatterien können recycelt werden, um das Quecksilber zurückzugewinnen.

Lithium-Ionen-Batterien

Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4)-Batterien enthalten neben – je nach Aktivmaterial – Übergangsmetallen Kobalt und Nickel sowie seltenen Erden neben anderen nützlichen Metallen häufig auch hochwertiges Kupfer und Aluminium . Um eine zukünftige Verknappung von Kobalt, Nickel und Lithium zu verhindern und einen nachhaltigen Lebenszyklus dieser Technologien zu ermöglichen, sind Recyclingprozesse für Lithiumbatterien erforderlich. Diese Prozesse müssen aus verbrauchten Batteriezellen nicht nur Kobalt , Nickel , Kupfer und Aluminium zurückgewinnen, sondern auch einen erheblichen Anteil an Lithium. Andere potenziell wertvolle und gewinnbare Materialien sind Graphit und Mangan. Recyclingprozesse gewinnen heute etwa 25 bis 96 % der Materialien einer Lithium-Ionen-Batteriezelle zurück. Um dieses Ziel zu erreichen, werden mehrere Schritte unter Gewährleistung der Sicherheit zu komplexen Prozessketten zusammengefasst.

Diese Schritte sind:

Zu den spezifischen Gefahren im Zusammenhang mit Recyclingprozessen von Lithium-Ionen-Batterien gehören elektrische, chemische und thermische Gefahren und deren potenzielle Wechselwirkungen. Ein erschwerender Faktor ist die Wasserempfindlichkeit: Lithiumhexafluorophosphat , ein mögliches Elektrolytmaterial, reagiert mit Wasser zu Flusssäure ; Zellen werden oft in ein Lösungsmittel getaucht , um dies zu verhindern. Nach dem Entfernen werden die Geleerollen getrennt und die Materialien durch Ultraschallbewegung entfernt, wodurch die Elektroden zum Schmelzen und Recyceln bereit bleiben.

Pouch-Zellen sind trotz erheblicher Sicherheitsprobleme leichter zu recyceln, um Kupfer zu retten.

Ab 2019 wird beim Recycling von Li-Ionen-Batterien in den meisten Fällen kein Lithium gewonnen, da sich die Lithium-Ionen-Batterietechnologie ständig ändert und Prozesse zum Recycling dieser Batterien daher in ein paar Jahren veraltet sein können. Die Gewinnung von Lithium aus alten Batterien ist fünfmal teurer als abgebautes Lithium. Die Lithiumgewinnung erfolgt jedoch in kleinem Maßstab (von einigen Unternehmen). Das thermodynamische Modell wird entwickelt, um die Lithiumgewinnung zu optimieren; Somit wird Lithium mit allen anderen Metallen in einem Schritt mit geringeren Kosten recycelt. Ein kritischer Teil der Recyclingökonomie ist der Wert des zurückgewonnenen Kobalts. Hersteller, die daran arbeiten, Kobalt aus ihren Produkten zu entfernen, könnten die unbeabsichtigte Konsequenz haben, das Recycling zu reduzieren.

Ein neuer Ansatz besteht darin, die kristalline Struktur der Kathode beizubehalten und den erheblichen Energieaufwand für ihre Wiederherstellung zu eliminieren.

Energiesparende und effektive Recyclinglösungen für Lithium-Ionen-Batterien können den CO2-Fußabdruck der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien deutlich reduzieren .

Batteriezusammensetzung nach Typ

Kursivschrift kennzeichnet Knopfzellentypen.
Fett markiert sekundäre Typen.
Alle Zahlen sind Prozentsätze; aufgrund von Rundungen ergeben sie möglicherweise nicht genau 100.

Typ Fe Mn Ni Zn Hg Li Ag CD Co Al Pb Sonstiges KOH Papier Kunststoff Alkali C Säuren Wasser Sonstiges
Alkalisch 24.8 22.3 0,5 14,9 1.3 1 2.2 5,4 3.7 10.1 14
Zink-Kohlenstoff 16.8 fünfzehn 19.4 0,1 0.8 0,7 4 6 9.2 12,3 15,2
Lithium 50 19 1 2 7 2 19
Quecksilberoxid 37 1 1 14 31 2 3 1 3 7
Zink-Luft 42 35 1 4 4 1 10 3
Lithium 60 18 1 3 3 2 13
Alkalisch 37 23 1 11 0,6 6 2 2 6 14
Silberoxid 42 2 2 9 0,4 31 4 2 1 0,5 2 4
Nickel-Cadmium 35 22 fünfzehn 10 2 5 11
NiMH 20 1 35 1 4 10 9 4 8 8
Lithium-Ionen 22 3 18 5 11 13 28
Blei-Säure 65 4 10 16 5

Batterierecycling nach Standort

Das Batterierecycling ist eine internationale Branche, in der viele Nationen ihre gebrauchten oder verbrauchten Blei-Säure-Batterien (ULABs oder SLABs) zum Recycling in andere Nationen exportieren. Folglich kann es schwierig sein, genaue Analysen der genauen Rate des inländischen Recyclings einzelner Nationen zu erhalten.

Darüber hinaus wird in vielen Ländern das Recycling von Blei-Säure-Batterien (hauptsächlich aus Automobilen und Motorrädern) im Allgemeinen von Einzelpersonen oder informellen Unternehmen informell durchgeführt, ohne oder ohne formelle Aufzeichnungen oder wirksame behördliche Aufsicht.

ULABs und SLABs werden im Allgemeinen als „ gefährlicher Abfall “ bezeichnet und unterliegen den einschlägigen Sicherheits-, Lagerungs-, Handhabungs- und Transportvorschriften, die jedoch von Land zu Land unterschiedlich sind. Ein multilaterales internationales Abkommen, das Basler Übereinkommen , regelt offiziell alle grenzüberschreitenden Verbringungen gefährlicher Abfälle zur Verwertung oder Beseitigung zwischen den 172 Unterzeichnerstaaten. (Die USA sind keine Vertragspartei, haben aber alternative Vereinbarungen mit der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) sowie mit Kanada und mit Mexiko (wo sie viele ULABs und SLABs zum Recycling versendet).

4,5-Volt-, D-, C-, AA-, AAA-, AAAA-, A23-, 9-Volt-, CR2032- und LR44-Zellen sind in den meisten Ländern recycelbar
Mehrere Größen von Knopf- und Knopfzellen. Sie sind alle in Großbritannien und Irland recycelbar .
Land Renditeprozentsatz
2002 2012
  Schweiz 61% 73%
 Belgien 59% 63 %
 Schweden 55% 60%
 Deutschland 39 % 44%
 Österreich 44%
 Niederlande 32%
 Vereinigtes Königreich 32%
 Frankreich 16%
 Finnland fünfzehn% 40%
 Kanada 3% 5,6%

* Zahlen für Q1 und Q2 2012.

europäische Union

Eine Batterie-Recycling-Station an einer Bushaltestelle in Madrid .

Im Jahr 2006 hat die EU die Batterierichtlinie verabschiedet , die unter anderem eine höhere Recyclingquote von Batterien zum Ziel hat. Die EU- Richtlinie besagt, dass bis 2012 mindestens 25 % aller Altbatterien der EU gesammelt werden müssen, bis 2016 sogar 45 %, von denen mindestens 50 % recycelt werden müssen.

Kanalinseln

Anfang 2009 ergriff Guernsey die Initiative und gründete die Recyclinganlage Longue Hougue, die unter anderem eine Abgabestelle für gebrauchte Batterien bietet, damit diese außerhalb der Insel recycelt werden können. Die daraus resultierende Publizität führte dazu, dass viele Menschen der Aufforderung nachgekommen sind, Batterien verantwortungsbewusst zu entsorgen.

Vereinigtes Königreich

Von April 2005 bis März 2008 führte die britische Nichtregierungsorganisation WRAP Versuche mit Batterierecyclingmethoden in ganz Großbritannien durch. Die getesteten Methoden waren: Kerbside, Einzelhandelsabgabe, Gemeindeabgabe, Post, Krankenhaus- und Feuerwacheversuche. Die Versuche am Straßenrand sammelten die meiste Batteriemasse und wurden von der Öffentlichkeit am meisten aufgenommen und verstanden. Relativ erfolgreich waren auch die Sammelcontainer, die über die Gemeindegebiete verteilt wurden, was die Masse der gesammelten Batterien anbelangt. Am schlechtesten schnitten die Tests in Krankenhäusern und Feuerwehren ab (obwohl diese für spezielle Batterietypen wie Hörgeräte- und Rauchmelderbatterien ihren Zweck sehr gut erfüllten). Verkaufsversuche im Einzelhandel waren dem Volumen nach die zweitwirksamste Methode, aber eine der am wenigsten gut angenommenen und von der Öffentlichkeit verwendeten Methoden. Sowohl der Bordstein- als auch der Postprozess erhielten die höchste Aufmerksamkeit und die Unterstützung der Gemeinschaft.

Haushaltsbatterien können in Großbritannien an kommunalen Recyclinghöfen sowie in einigen Geschäften und Einkaufszentren, zB Dixons, Currys, The Link und PC World, recycelt werden .

Ein 2008 von einem großen Einzelhandelsunternehmen gestartetes Programm ermöglichte den kostenlosen Versand von Haushaltsbatterien in Umschlägen, die in ihren Geschäften erhältlich sind. Diese Regelung wurde auf Antrag der Royal Mail wegen des Versands gefährlicher industrieller Batterieabfälle sowie Haushaltsbatterien aufgehoben .

Eine 2009 in Kraft getretene EU-Richtlinie zu Batterien verlangt von den Herstellern, dass sie für die Sammlung, Behandlung und das Recycling von Batterien zahlen müssen. Dies muss jedoch noch in britisches Recht ratifiziert werden, sodass derzeit kein wirklicher Anreiz für die Hersteller besteht, die erforderlichen Dienstleistungen zu erbringen.

Ab dem 1. Februar 2010 können Batterien überall dort recycelt werden, wo das Zeichen „Be Positive“ steht. Geschäfte und Online-Händler, die mehr als 32 Kilogramm Batterien pro Jahr verkaufen, müssen Möglichkeiten zum Recycling von Batterien anbieten. Dies entspricht einer Packung mit vier AA-Batterien pro Tag. Geschäfte, die diese Menge verkaufen, müssen seit dem 1. Februar 2010 Recyclingmöglichkeiten bereitstellen.

In Großbritannien stellen immer mehr Shops (Argos, Homebase, B&Q, Tesco und Sainsbury's) Batterierücknahmeboxen und -zylinder für ihre Kunden bereit.

Nordamerika

Die wiederaufladbare Batterieindustrie hat die Rechargeable Battery Recycling Corporation (RBRC) gegründet, die in den USA und Kanada ein Batterierecyclingprogramm namens Call2Recycle betreibt . RBRC stellt Unternehmen vorausbezahlte Versandbehälter für wiederaufladbare Batterien aller Art zur Verfügung, während Verbraucher Batterien bei zahlreichen teilnehmenden Sammelstellen abgeben können. Es behauptet, dass kein Bestandteil einer recycelten Batterie irgendwann eine Deponie erreicht. Andere Programme, wie das Big Green Box- Programm, bieten eine Recyclingoption für alle Chemikalien, einschließlich Primärbatterien wie Alkali- und Primärlithium.

Eine Studie schätzte die Batterierecyclingraten in Kanada basierend auf RBRC-Daten. 2002 liege die Sammelquote bei 3,2 %. Dies bedeutet, dass 3,2 % der wiederaufladbaren Batterien recycelt wurden und der Rest in den Müll geworfen wurde. Bis 2005 sei die Sammelquote auf 5,6% gestiegen.

2009 hat Kelleher Environmental die Studie aktualisiert. Das Update schätzt Folgendes. „Sammlungsratenwerte für die Annahmen zum Horten von 5 [und] 15 Jahren sind: 8 % bis 9 % für NiCd-Batterien, 7 % bis 8 % für NiMH-Batterien und 45 % bis 72 % für Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Batterien kombiniert . Die Sammelquoten im Rahmen des [RBRC]-Programms für alle am Ende ihrer Lebensdauer befindlichen kleinen versiegelten Blei-Säure-(SLA)-Verbraucherbatterien wurden für die Annahmen über eine 5-Jahres- und eine 15-Jahres-Hortung auf 10 % geschätzt.[...] Es sollte auch betont werden, dass In diesen Zahlen ist die Sammlung von Sekundärbatterien durch andere Quellen nicht berücksichtigt, und die tatsächlichen Sammelquoten liegen wahrscheinlich über diesen Werten.“

Ein Artikel der New York Times vom November 2011 berichtete, dass in den Vereinigten Staaten gesammelte Batterien zunehmend zum Recycling nach Mexiko transportiert werden, da die Kluft zwischen den strengen Umwelt- und Arbeitsvorschriften zwischen den beiden Ländern immer größer wird .

Im Jahr 2015 kündigte Energizer die Verfügbarkeit von Einweg-Alkalibatterien vom Typ AAA und AA an, die aus 3,8% bis 4% (nach Gewicht) recycelten Batterien unter der Marke EcoAdvanced hergestellt werden.

Japan

Japan hat kein einziges nationales Gesetz zum Recycling von Batterien, daher wird empfohlen, bei der Entsorgung von Batterien die lokalen und regionalen Gesetze und Vorschriften zu befolgen. Die Battery Association of Japan (BAJ) empfiehlt, Alkali-, Zink-Kohle- und Lithium-Primärbatterien über den normalen Hausmüll zu entsorgen. Die Haltung der BAJ zu Knopfzellen- und Sekundärbatterien zielt auf das Recycling und die zunehmende nationale Standardisierung der Verfahren für den Umgang mit diesen Batterietypen ab.

Im April 2004 wurde das Japan Portable Rechargeable Battery Recycling Center (JBRC) gegründet, um das Batterierecycling in ganz Japan zu verwalten und zu fördern. Sie stellen Läden und anderen Sammelstellen Batterie-Recycling-Container zur Verfügung.

Indien

Indien ist laut der India Lead Zinc Development Association (ILZDA) einer der weltweit größten Verbraucher von Blei-Säure-Batterien. Indien verzeichnete mit seinem jüngsten raschen Anstieg des Durchschnittsvermögens einen deutlichen Anstieg der Kraftfahrzeuge und eine entsprechende Zunahme des Recyclings von Blei-Säure-Batterien.

Indien fehlt eine formal geplante Recyclingindustrie. Die Industrie wird nicht respektiert und es fehlen ausgewiesene Recyclingzonen. In einem Land mit einer großen Bevölkerungszahl von Menschen, die immer noch in Armut leben, wird jedoch das meiste Blei-Säure-Batterierecycling von Einzelpersonen und kleinen informellen Unternehmen durchgeführt, die oft keine Sicherheits- oder Umweltvorkehrungen treffen.

ILZDA hat mehrere Änderungen der indischen Industrie und ihrer Regulierung gefordert, einschließlich der Registrierung aller Batteriehändler und der Sammlung ihrer Rücksendungen sowie der Anerkennung der am besten registrierten Recycler, während gleichzeitig Strafen für Verstöße gegen staatliche Vorschriften durchgesetzt werden.

Zwei der größten führenden Unternehmen Indiens – der Bleihersteller/Exporteur Gravita India und der Bleibatteriehersteller Amara Raja – haben sich zusammengetan, um jährlich 8.000 Tonnen Bleischrott aus den Anlagen von Amara Raja zu recyceln und zur Wiederverwendung an sie zurückzugeben (Gravita sagte, es kann bis zu 50.000 Tonnen Blei und Aluminium jährlich recyceln und verarbeiten). Die Unternehmen sagten, das gemeinsame Programm soll Umweltschutz und Nachhaltigkeit voranbringen.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

  • G. Pistoia, J.-P. Wiaux und SP Wolsky, Hrsg. (2001). Sammlung und Recycling von Altbatterien . Bibliothek für Industrielle Chemie, Band 10. Amsterdam: Elsevier Science. ISBN 978-0-444-50562-0.

Externe Links